激光打标中图像处理的研究.doc

1、激光打标中图像处理的研究摘 要激光打标是利用激光的热效应烧蚀掉物体表面材料从而留下永久标记的技术。与传统的电化学、机械等标记方法相比具有无污染、高速度、高质量、灵活性大、不接触工件等优点。数字图像处理技术因其自身的优势，在激光打标中能够得到效果良好的图像。本文主要是对激光加工的概况、优点，数字图像的涵义、数字图像处理技术及其在激光打标中的应用进行分析论述，希望能够更好地了解和推动该项技术的发展。 关键词激光打标；激光加工；图像处理技术 中图分类号：TG665 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0340-01 一、激光加工的概述 1.激光加工的概况 激光技术 60 年

2、代初发展起来的一门新兴科学，是二是世纪与原子能、半导体及计算机齐名的四大发明之一。由于激光具有很好的单色性、相干性、方向性和高能量密度。四十多年来，以激光器为基础的激光技术得到了迅速的发展，现已广泛应用于加工、医疗。军事；通讯、检测、娱乐等各个领域，并形成了新的产业体系。激光加工、激光通讯、激光医疗将成为激光技术应用最重要的三个方面。 激光加工，是激光最早的应用之一，早在 60 年代就用激光在钻石上打孔，随着激光技术的发展，激光加工的能力不断提高，成为发展新兴工业、政造传统加工业的关键技术设备之一。目前已经成熟的激光加工技术包括：激光决速成型技术、激光焊接技术、激光打孔控术、激光切割技术、激光

3、打标技术、激光去重平衡技术、激光蚀刻技术、激光微调技术、激光存储技术、激光划线技术、激光消洗技术、激光热处理和表面处理技术等。现在，各种激光系统、设备.已经或正在进入各工业领域，诸如电子、轻工、包装、礼品、五金工业、医疗器械、汽车、机械制造、钢铁、冶金、石油等，为传统工业的技术改造和制造业的现代化提供了先进的技术装备。在机械制造领域，激光加工用于切割、打孔、焊接、表面处理、切削加工等：在电子工业中激光加工也具有特别重要的地位和作用，它不仅在一般的打孔、划线、打标工艺中表现出高效牢、高精度、高质量、热影响区小、无污染等优点，而且在微加工方面显示了其独特的优点，对微电子工业的发展作出了重大的贡献。

4、此外，还用于亚微米和纳米技术中。 2.激光打标优点 激光打标是在计算机控制下，工件与激光发生相对运动，激光束在工件表面烧蚀出需要的符号和图案。随着时代的发展，激光打标技术己经日益成为一种有效的标记加工方法。在各行各行得到了越来越广泛的运用。激光打标具有以下几个优点： （1）方式灵活，开发速度快。激光打标采用数控技术或计算机控制，所以只要在计算机上编科，即可实现激光打标输出，更改标记内容非常容易，从根本上替代传统的模具制作过程，为缩短产品升级换代周期及柔性生产提供了有力工具。激光打标加工方式灵活，既可以适应实验室式单件小批量生产的需要，又可以满足工业化大批量、高效率、快节奏的现代化生产的要求。

5、（2）精度高，应用范围广。激光打标采用激光束做加工手段。激光可以形成极细光束，在材料表面可以刻划出极细的细线，其最细线宽可以达到 0.05 毫米，为精密加工开创出宽广的空间。激光打标可以打印出复杂的图形、商标、条形码、两维码。任何显示在荧光屏上的图形都可以打印在指定的材料表面。激光打标还可以提高产品外观形象树立名牌效应，增加产品的市场竞争能力，同时对材料的适应性较广，可以在钢铁、铝、铜、铷、金、银等不同金属与合金的表面及陶瓷、玻璃、塑料、橡胶、木材等各种非金属的表面制作出非常精细的标记且耐久性非常好。（3）具有良好的防伪性能。采用激光打标技术制作出来的标记仿制和更改都很难，在一定程度上具有很好

6、的防伪作用。激光打标系统还可以对大批量生产的工件实行产品单个识别编号，再以条形码或者二维码阵列标在产品上，能够有效地帮助实行生产工序控制、质量控制以及防止假冒产品。 二、数字图像处理的分析 1.数字图像的涵义 凡是记录在纸上、拍摄在照片上、显示在屏幕上的所有具有视觉效果的画面，都可以称为图像。所谓图像，就是视觉景物的某种形式的表示和记录。根据图像记录的不同，图像可以分为两大类：一类是模拟图像，一类是数字图像。模拟图像是通过物理量（光、点）的强弱变化来记录图像上各点的灰度信息（如电视等）：而数字图像则完全是用数字来记录图像灰度信息的，是一种可在计算机中显示、编辑、保存和输出的图像。因此，数字图像

7、比模拟图像更易于保存，不会因为保存时间过长而发生失真现象。 2.数字图像处理技术 图像处理主要有两大类：一是用光学的方法对模拟信号组成的图像用光学元件（例如傅立叶光学系统）进行某些光学变换，得到需要的结果：二是数字图像处理，即先用某种技术或手段将模拟信号的图像数字化，然后用电子计算机对数字图像进行分析和变换，达到预期的效果。 数字图像处理技术又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。数字图像处理的主要研究目的在于通过对原始图像的再加工，使之能具备更好的视觉效果或能满足某些应用的特定需求。在处理上主要包括图像的采集、编码、存储和传输，图像的合成，图像的增

8、强、变换与复原，模式识别，图像分割，目标的检测，以及数学形态学等诸多内容。图像处理着重强凋图像之间进行的并类变换，以及对图像中感兴趣的目标进行特征提取与目标分割。3.图像处理技术在激光打标中的应用 数字图像处理涉及知识广泛，存在处理精度高、适用面宽的优点，在科学和应用技术中的各个领域正发挥着越来越重要的作用。如航空卫星图像的资源调查、资源勘探、城市规划、生物医学工程的 CT 技术、工业和工程的外观和挑选、表面缺损的自动检查，指纹识别，人脸鉴别等。正是由于图像的这些优点，因此可将图像处理技术用于激光打标中得到效果良好的图像，以此进行打标操作。 使用打标机标记图形和一些艺术字体的时候，这些图形的重

9、要数据通常都无法直接得到。所以需要将一幅图像交给计算机处理以获取相应的参数，然后由相应的算法，根据打标要求实现对命令序列的优化生成。用计算机处理图像或艺术字体，再由打标机标记，有以下几个优点：第一，成型速度快，可以缩短时间，并可提前看加工效果；第二，处理速度快，而且制造成本和加工成本都比较低： 第三，操作简单，只需要使用者有基本的计算机操作经验就可以使用，缩短了人员的培训时间和工作强度；第四，维护简单，在设计打标机的时候就已经将软件部分和机械部分分离了，所以在维护的时候很容易进行各自的升级和保养。 三、结束语 综上所述，激光打标是在计算机控制下，工件与激光束发生相对运动，激光束在工件表面烧蚀出需要的符号和图案。随着时代的发展，激光打标技术已经日益成为一种有效的标记加上方法，各行各业得到了越来越广泛的运用。同时，图像处理技术因其自身的优势，应用于图像处理中，并取得了良好的效果。所以，需要加强对激光打标和图像处理技术的应用，希望更好地发挥其作用。 参考文献 1 左铁钏.中国激光技术的发展J，中国表面工程，2003（1）. 2 肖运鸿.德国激光技术现状与加速发展我国激光制造技术和产业的建议J，机器人技术与应用，2003（5）. 3 田兴志.激光加工现状及 21 世纪的展望J，光机电信息，2003（2）. 4 周心明，兰赛，徐燕.图像处理中几种边缘检测算法的比较J，2000（3）.